高峰

 

塔克拉玛干沙漠公路：复杂性不亚于一个学科

——访全国十大治沙标兵、中国科学院新疆生态与地理研究所副所长雷加强

［科学时报 高峰 报道］ 又到春暖花开时节，塔克拉玛干沙漠公路两侧的生态防护林带再次换上了绿装。10多年来，我国科技工作者在“死亡之海”中辟出一条通途，又用生命的绿色阻挡流沙的侵蚀，创造出举世瞩目的奇迹。全国十大治沙标兵、中国科学院新疆生态与地理研究所副所长雷加强认为，可以把塔克拉玛干沙漠公路当做一个学科来研究，利用这一天然实验室研究许多科学问题。

 

全长522公里的塔克拉玛干沙漠公路于1995年建成通车。从轮南至民丰，它南北纵贯风走沙移的沙漠腹地，将世界第二大流动沙漠剖为东西两半。除两端穿越胡杨林和山前绿洲外缘地段外，该公路约446公里处于流沙包围之中，饱受风沙侵袭之苦。

 

作为沙漠公路勘线者和生态防护林工程的主要设计者之一，雷加强告诉记者：“沙漠公路的防护问题自公路建设以来就已提出，当时生物防护在世界上没有先例，只能分两步走。第一步我们采取了机械防沙措施，确保公路建设和初期运行正常；第二步才开始解决生态防护林建设的有关问题。”

 

据悉，塔克拉玛干沙漠的沙害非常严重，应用在沙漠公路两边的草方格加沙障的机械防沙设施5年后有80%遭到不同程度的危害，而这一防沙体系的设计使用年限为7年。与此同时，解决沙漠公路生态防护林关键技术的探索和集成也在加紧进行中。

 

1994年后，研究人员分别在肖塘和塔中建立试验基地，开始防护林带引种驯化和利用太阳能提取地下咸水灌溉的试验，成功寻找到就地利用高矿化度地下水进行造林绿化的途径，并筛选出一批耐盐、耐旱、耐沙埋的造林树种。1997年到2003年，塔中6.3公里生物防沙试验示范区和30.8公里的沙漠公路防沙与绿色走廊建设关键技术开发研究示范，为沙漠公路防护林生态工程的全面施工积累了建设和管理经验，提供了有力的技术保证。

 

2003年，沙漠公路绿化工程得到国家立项并开工建设。科技人员依据工程区公路沿线的自然条件及公路走向，将防护林生态工程沿线划分为6个立地类型区、21个类型，分别采取不同的林带布局建设防护林地体系。2005年完成了全长436公里、宽度为72米到78米的绿化带建设。在公路沿线每隔4公里打1眼水源井，抽取地下3～15克/升的咸水，利用滴灌的方式为植物供水，全线共打水井114眼。

 

如今，总面积达3128公顷的沙漠公路生态防护林带，如同一条绿龙横亘在沙漠瀚海中央，彰显出我国在沙漠治理工程措施上取得的巨大成就。然而，新的科学问题又摆在科研人员的面前。

 

雷加强说，沙漠公路生态防护林体系建成以后，应主要在两个方面作进一步的研究，一是人工生态环境的持续性，二是防护林的区域环境效应。

 

沙漠公路生态防护林绝大部分为沙拐枣、柽柳、梭梭3种植物，还有少量胡杨，其生物多样性十分简单，单一物种的病虫害就可能造成1/3的苗木遭受损失。因此，该所在塔中基地建成面积300亩的植物园，先后引种了200多种沙生植物，存活下来的占60%左右。一旦发现新的适应物种，就将其应用到生态防护林中，以提高防护林的生物多样性。

 

影响防护林可持续性的另一问题是生物在干旱、酷热和咸水灌溉条件下遭受多重胁迫，其耗水规律和生理变化的未确定性。最明显的是，虽然选种的植物都有避盐和泌盐的生理特性，但咸水灌溉后盐分在地表聚集，偶遇降水后盐分向植物根系分布区扩散，对植物造成很大伤害。

 

雷加强说，防护林区域环境效应研究应着重在地下水的影响和土壤环境变化两个方面进行。塔里木盆地地下水年动态补给量为9671万～9931万立方米，虽然公路防护林设计年需水560万立方米左右，只占动态补给量的6%，但其对地下水变化的长期影响还要进一步研究。

 

沙漠公路及其防护林将沙漠一剖为二，对沙漠的土壤环境产生了巨大影响。首先是沙漠完整性遭到破坏，人为扰动使沙丘沙颗粒的组成、沙丘运移方向和速度及自身形态发生变化，出现沙丘在上风堆积和下风缺失的现象，其后果需要研究。其次，咸水灌溉带来的土壤中水盐运移的驱动力在哪里，不仅关系到土壤化学成分的变化，还关系到影响防护林自身稳定性的盐害问题解决途径。再次，种植灌溉对原来风沙土中酶生物的影响乃至微生物在土壤中积累与种群变化问题的研究，对揭示土壤的发育过程具有极高的参考价值。

 

雷加强说：“与沙漠公路相关的研究涵盖了许多领域，甚至可以与一门学科相比拟，通过这些研究或许可以揭示许多科学问题。”